Prensip kouch evaporasyon vakyòm
1. Ekipman ak pwosesis fizik pou kouch evaporasyon vakyòm
Ekipman pou pentire ak evaporasyon vakyòm nan konpoze sitou de yon chanm vakyòm ak yon sistèm evakyasyon. Anndan chanm vakyòm nan, genyen yon sous evaporasyon (sa vle di yon aparèy chofaj evaporasyon), yon substrat ak yon ankadreman substrat, yon aparèy chofaj substrat, yon sistèm echapman, elatriye.
Yo mete materyèl kouch la nan sous evaporasyon chanm vakyòm nan, epi anba kondisyon vakyòm wo, sous evaporasyon an chofe l pou l evapore. Lè gwosè mwayèn molekil vapè yo pi gwo pase gwosè lineyè chanm vakyòm nan, apre atòm ak molekil vapè fim nan soti nan sifas sous evaporasyon an, yo raman bloke pa kolizyon lòt molekil oswa atòm, epi yo rive dirèkteman sou sifas substrat ki pral kouvri a. Akòz tanperati ki ba substrat la, patikil vapè fim nan kondanse sou li epi fòme yon fim.
Pou amelyore adezyon molekil evaporasyon yo ak substrat la, yo ka aktive substrat la pa yon chofaj apwopriye oswa yon netwayaj iyon. Kouch evaporasyon vakyòm lan pase nan pwosesis fizik sa yo, soti nan evaporasyon materyèl la, transpòtasyon an rive nan depo a nan yon fim.
(1) Lè l sèvi avèk plizyè fason pou konvèti lòt fòm enèji an enèji tèmik, yo chofe materyèl fim nan pou l evapore oswa siblime an patikil gazez (atòm, molekil oswa gwoup atomik) avèk yon sèten kantite enèji (0.1 a 0.3 eV).
(2) Patikil gazez yo kite sifas fim nan epi yo transpòte sou sifas substra a nan yon sèten vitès mouvman, esansyèlman san kolizyon, nan yon liy dwat.
(3) Patikil gazez yo ki rive sou sifas substra a koalesce epi fòme nikleyasyon, epi answit grandi pou fòme yon fim faz solid.
(4) Reòganizasyon oubyen lyezon chimik atòm ki fòme fim nan.
2, Chofaj evaporasyon
(1) Evaporasyon chofaj rezistans
Evaporasyon pa chofaj rezistans se metòd chofaj ki pi senp epi ki pi itilize a, jeneralman aplikab pou materyèl kouch ki gen yon pwen fizyon anba 1500 ℃. Metal ki gen yon pwen fizyon ki wo nan fòm fil oswa fèy (W, Mo, Ti, Ta, nitrid bor, elatriye) yo anjeneral fèt nan yon fòm sous evaporasyon ki apwopriye, chaje ak materyèl evaporasyon, atravè chalè Joule kouran elektrik la pou fonn, evapore oswa sublime materyèl plak la. Fòm sous evaporasyon an gen ladan sitou espiral milti-brin, fòm U, vag sinis, plak mens, bato, panyen kòn, elatriye. An menm tan, metòd la mande pou materyèl sous evaporasyon an gen yon pwen fizyon ki wo, yon presyon vapè saturation ki ba, pwopriyete chimik ki estab, pa gen reyaksyon chimik ak materyèl kouch la nan tanperati ki wo, bon rezistans chalè, ti chanjman nan dansite pouvwa, elatriye. Li adopte yon kouran ki wo atravè sous evaporasyon an pou fè li chofe epi evapore materyèl fim nan pa chofaj dirèk, oswa mete materyèl fim nan nan yon kribib ki fèt ak grafit ak sèten oksid metal ki reziste tanperati ki wo (tankou A202, B0) ak lòt materyèl pou chofaj endirèk pou evapore.
Kouch evaporasyon pa rezistans chofaj la gen limitasyon: metal refraktè yo gen yon presyon vapè ki ba, sa ki fè li difisil pou fè yon fim mens; gen kèk eleman ki fasil pou fòme yon alyaj ak fil chofaj la; li pa fasil pou jwenn yon konpozisyon inifòm nan fim alyaj la. Akòz estrikti senp, pri ki ba ak operasyon fasil metòd evaporasyon chofaj rezistans lan, li se yon aplikasyon trè komen nan metòd evaporasyon an.
(2) Evaporasyon chofaj pa gwo bout elektwon
Evaporasyon pa gwo bout elektwon se yon metòd pou evapore materyèl kouch la lè yo bonbade l avèk yon gwo bout elektwon ki gen yon dansite enèji wo lè yo mete l nan yon kribib kwiv mete ki refwadi ak dlo. Sous evaporasyon an konsiste de yon sous emisyon elektwon, yon sous pouvwa akselerasyon elektwon, yon kribib (anjeneral yon kribib kwiv mete), yon bobin chan mayetik, ak yon seri dlo refwadisman, elatriye. Nan aparèy sa a, yo mete materyèl chofe a nan yon kribib ki refwadi ak dlo, epi gwo bout elektwon an bonbade sèlman yon ti pòsyon nan materyèl la, pandan ke pifò nan materyèl ki rete a rete nan yon tanperati ki ba anpil anba efè refwadisman kribib la, ke yo ka konsidere kòm pòsyon kribib la ki bonbade a. Kidonk, metòd chofaj pa gwo bout elektwon pou evaporasyon an ka evite kontaminasyon ant materyèl kouch la ak materyèl sous evaporasyon an.
Nou ka divize estrikti sous evaporasyon gwo bout elektwon an an twa kalite: kanon dwat (kanon Boules), kanon bag (devye elektrikman) ak kanon elektwonik (devye mayetikman). Nou ka mete youn oubyen plizyè kribib nan yon enstalasyon evaporasyon, ki ka evapore epi depoze anpil sibstans diferan an menm tan oubyen separeman.
Sous evaporasyon gwo bout elektwon yo gen avantaj sa yo.
① Dansite gwo bout bwa sous evaporasyon bonbadman gwo bout bwa elektwon an ka jwenn yon dansite enèji pi gwo pase sous chofaj rezistans lan, ki ka evapore materyèl ki gen pwen fizyon wo, tankou W, Mo, Al2O3, elatriye.
② Yo mete materyèl kouch la nan yon kribib kwiv mete ki refwadi ak dlo, sa ki ka evite evaporasyon materyèl sous evaporasyon an, epi reyaksyon ant yo.
③ Yo ka ajoute chalè dirèkteman sou sifas materyèl kouch la, sa ki fè efikasite tèmik la wo epi pèt kondiksyon chalè ak radyasyon chalè ba.
Dezavantaj metòd evaporasyon chofaj ak gwo bout bwa elektwon an se ke elektwon prensipal yo ki soti nan kanon elektwon an ak elektwon segondè yo ki soti nan sifas materyèl kouch la pral iyonize atòm evaporasyon yo ak molekil gaz rezidyèl yo, sa ki pral afekte kalite fim nan pafwa.
(3) Evaporasyon chofaj endiksyon frekans segondè
Evaporasyon chofaj endiksyon wo frekans lan se mete krisèl la ak materyèl kouch la nan sant bobin espiral wo frekans lan, pou materyèl kouch la jenere yon kouran toubiyon fò ak yon efè isterèz anba endiksyon chan mayetik wo frekans lan, sa ki lakòz kouch fim nan chofe jiskaske li vaporize epi evapore. Sous evaporasyon an jeneralman konsiste de yon bobin wo frekans ki refwadi ak dlo ak yon krisèl grafit oswa seramik (oksid mayezyòm, oksid aliminyòm, oksid bor, elatriye). Alimantasyon wo frekans lan itilize yon frekans dimil a plizyè santèn mil Hz, puisans opinyon an se plizyè a plizyè santèn kilowat, pi piti volim materyèl manbràn lan, se pi wo frekans endiksyon an. Frekans bobin endiksyon an anjeneral fèt ak tib kwiv ki refwadi ak dlo.
Dezavantaj metòd evaporasyon chofaj endiksyon wo frekans lan se ke li pa fasil pou ajiste pouvwa opinyon an avèk presizyon, li gen avantaj sa yo.
①Gwo pousantaj evaporasyon
② Tanperati sous evaporasyon an inifòm e li estab, kidonk li pa fasil pou pwodui fenomèn gout kouch k ap vole, epi li kapab evite tou fenomèn twou zegwi sou fim ki depoze a.
③ Yo chaje sous evaporasyon an yon sèl fwa, epi tanperati a relativman fasil pou kontwole.
Dat piblikasyon: 28 oktòb 2022